第一章 概论 1
1．1 机电一体化系统的基本概念 1
1．1．1 机电一体化的定义 1
1．1．2 机电一体化系统的基本结构要素 2
1．1．3 机电一体化产品的分类 3
1．2 机电一体化系统的相关技术 4
1．2．1 机电一体化发展的技术基础 4
1．2．2 机电一体化相关技术 4
1．3 机电一体化系统的技术、经济和社会效益 6
1．4 机电一体化技术的发展趋势 8
1．4．1 机电一体化技术现状 8
1．4．2 机电一体化发展趋势 11
1．5 本章小结 16
第二章 系统设计方法及工程路线 20
2．1 现代系统设计的特征 20
2．2 系统设计的评价分析方法 21
2．2．1 技术经济性分析 22
2．2．2 可靠性分析 23
2．2．3 系统匹配性分析 25
2．2．4 操作性分析 26
2．2．5 维修性分析 26
2．2．6 安全性分析 26
2．3 机电一体化产品设计与工程路线 27
2．3．1 基本设计和工程路线 27
2．3．2 市场调查与预测 27
2．3．3 构思比较 30
2．3．4 方案评价 30
2．3．5 详细设计 30
2．3．6 系统设计中的质量控制 31
2．3．7 制造工程质量管理 32
2．4 典型机电一体化产品开发的工程路线 32
2．4．1 工业机器人 32
2．4．2 家用电器 36
2．5 本章小结 38
第三章 机械系统设计 41
3．1 机械传动系统概述 41
3．1．1 机械传动系统的特点 41
3．1．2 机电一体化对机械传动系统的要求 42
3．2 机械传动系统的主要特性 44
3．2．1 转动惯量 44
3．2．2 阻尼 49
3．2．3 刚度 50
3．2．4 传动精度 52
3．3 机械传动装置 60
3．3．1 齿轮传动及系统传动比的分配方法 60
3．3．2 谐波齿轮减速器 63
3．3．3 滚珠丝杠传动 65
3．3．4 同步带传动 72
3．3．5 滚珠花键 75
3．4 导轨 75
3．5 本章小结 81
第四章 动力驱动及定位 83
4．1 驱动装置的特点及技术要求 83
4．1．1 驱动装置的特点 83
4．1．2 驱动装置的技术要求 83
4．2 动力驱动元件 90
4．2．1 步进电机 91
4．2．2 直流电动机 98
4．2．3 交流电动机 105
4．2．4 液压与气压伺服元件 111
4．3 常用动力驱动元件的特性及选择方法 113
4．4 定位机构 115
4．4．1 概述 115
4．4．2 直接驱动定位 118
4．4．3 直线运动直接驱动定位 119
4．4．4 刚性传动定位机构 121
4．4．5 挠性传动定位机构 124
4．5 本章小结 129
第五章 计算机技术 134
5．1 微型计算机在机电一体化中的地位 134
5．2 工业控制计算机分类 135
5．2．1 分类 135
5．2．2 工业控制机与信息处理机的区别 139
5．2．3 开放式体系结构和总线系统 140
5．2．4 常用微机总线介绍 142
5．3 STD总线系统 152
5．3．1 STD总线信号描述及规范 152
5．3．2 STD总线工作模式 156
5．4 STD总线的I／O子系统 158
5．4．1 概述 158
5．4．2 开关量输入／输出模块 159
5．4．3 A／D、D／A及模拟信号处理 163
5．4．4 运动控制接口 170
5．5 控制系统的选用 171
5．5．1 单板和单片微机控制系统 171
5．5．2 普通PC机组成的控制系统 172
5．5．3 STD总线微机控制系统 172
5．5．4 工业PC机 173
5．5．5 可编程序控制器 173
5．5．6 几种控制装置的性能比较 174
5．6 本章小结 179
第六章 传感器技术 182
6．1 传感器组成及分类 182
6．1．1 传感器的组成 182
6．1．2 传感器的分类 183
6．2 传感器的特性 186
6．2．1 传感器的动静特性 186
6．2．2 传感器的性能指标 191
6．2．3 传感器的输入、输出特性和对环境的要求 192
6．2．4 传感器的标定与校准 193
6．3 常用传感器 194
6．3．1 位移传感器 194
6．3．2 速度传感器 203
6．3．3 温度传感器 207
6．3．4 力传感器 211
6．3．5 物位传感器 217
6．4 本章小结 220
第七章 机电一体化系统设计与综合 223
7．1 典型机电一体化系统实例分析 223
7．1．1 工业机器人 223
7．1．2 输送、搬运设备 229
7．1．3 数控设备 232
7．1．4 办公设备 249
7．1．5 家用电器 257
7．2 机电一体化系统设计与综合 264
7．2．1 执行机构与驱动元件 264
7．2．2 驱动方式与传感器 269
7．2．3 控制方式与计算机 272
7．2．4 系统与工作环境 277
7．3 本章小结 279
参考文献 281